4. Milline energia on gaasides ülekaalus? Miks ? (2 punkti) Gaasides on ülekaalus kineetiline energia, kuna molekulide vahel on palju ruumi ja nad on pidevas liikumises. 5. Milline energia on ülekaalus tahkistes? Miks? (2 punkti) Tahkistes on ülekaalus potentsiaalne energia, kuna molekulid on omavahel tihedalt seotud ja võnguvad. 6. Mille poolest erinevad reaalsed gaasid ideaalsetest? (2 punkti) Reaalsetel gaasidel ei käsitleta molekule punktmassidena, ideaalsel gaasil käsitletakse. Reaalsetel gaasidel arvestatakse molekulide vahel mõjuvaid tõmbejõude, ideaalse gaari puhul ei arvestata. 7. Mis kirjeldab reaalse gaasi käitumist? (2 punkti) Reaalse gaasi käitumist kirjeldab reaalse gaasi võrrand. 8. Mida nimetatakse ülekandenähtusteks? (2 punkti) Ülekandenähtused on nähtused, mis on sisuliselt seotud molekulide kaootilise liikumisega ja molekulidevahelise vastastikmõjuga. 9. Mis on difusioon? (3 punkti)
ruutjuurega. · Sama seos kehtib ka difusiooni kiiruse kohta. · Sellest võib järeldada, et gaasi molekuli keskmine kiirus on pöördvõrdeline tema molaarmassi ruutjuurega. · Eksperimentidest erinevatel temperatuuridel ilmneb ka, et efusiooni ja seega ka gaasi molekulide keskmine kiirus on võrdeline temperatuuri ruutjuurega. Gaaside kineetiline mudel: · Gaas on molekulide kogum. Gaasi molekulid on pidevas juhuslikus liikumises. · Gaasi molekule võib vaadelda punktmassidena. · Gaasi molekulid liiguvad sirgjooneliselt, kuni nad põrkuvad. · Molekulid ei mõjuta üksteist, v.a põrkudes (puuduvad tõmbe- ja tõukejõud). · Maxwelli kiiruste jaotusest järeldub, et samal temperatuuril on kergemate molekulide kiirused suuremad ja ka laiema jaotusega. · Temperatuuri tõustes gaasi molekulide keskmine kiirus kasvab ja jaotus laieneb. · Madalatel temperatuuridel liiguvad gaasi molekulid nii aeglaselt, et põrke tagajärjel võivadki kokku jääda toimub gaasi
Isotermilisel protsessil, kus temperatuur konstantne, tuleb avaldada rõhk ruumala ja temperatuuri kaudu ning lahendada diferentsiaalvõrrand Adiabaatiline protsess Gaasides või vedelikes toimuvaid protsesse nimetatakse adiabaatilisteks juhul, kui ei toimu soojusvahetust ümbritseva keskkonnaga Ideaalse gaasi olekuvõrrand molekulide mõõtmed on tühised võrreldes molekulidevahelise kaugusega, molekule vaadelda punktmassidena molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav ja teda ei ole võimalik veeldada Ideaalse gaasi olekuvõrrand ehk Clapeyroni- Mendelejevi võrrand on võrrand, mis seob ideaalse gaasi olekuparameetreid p, V ja T Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand Gaasi rõhk sõltub gaasimolekulide kontsentratsioonist (arvust ruumalaühikus) ja ühe molekuli keskmisest kineetilisest energiast
Mida korrastatum on süsteem, seda väiksem on entroopia ja vastupidi. Tavaliselt kasutatakse entroopia S asemel S, mis leitakse valemist: S= Q / T (Q-ülekantav soojushulk, T- süsteemi temp.) Entroopia mõistet kasutades on termodünaamika II printsiip: entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus.( S0). Aine ehituse alused Gaasid Reaalsed gaasid, millega igapäevaelus kokku puutume, erinevad ideaalsest gaasist selle poolet, et nende molekule ei käsitleta punktmassidena ja arvastatakse molekulide vahel mõjuvat tõmbejõudu. Reaalse gaasi käitumist kirjeldab reaalse gaasi võrrand nn. van der Waalsi võrrand: (p+ m2/M2 a / V2)(V- m/M b)= m / M RT (p- gaasi rõhk, m- mass, M- molaarmass, V- ruumala, T- temp, R- universaalne gaasikonstant, a ja b- katseliselt määratavad konstandid, mis olenevad gaasist. a- iseloomustab molekulidevahelisi tõmbejõude ja b- molekulide ruumala. Ülekandenähtused:
Kinemaatika 1. Taustkeha, taustsüsteem. Taustkeha on keha, mille suhtes liikumist vaadeldakse. Taustsüsteem = taustkeha + koordinaadistik + ajamõõtja 2.Punktmass, keha massikese. Kui kehade vaheline kaugus ületab palju kodri kehade mõõtmeid, siis võib kehasid vaadelda punktmassidena. Punktmass on materiaalne keha, mille mõõtmeid tema liikumise uurimisel ei arvestata. Sel juhul võib vaadelda keha massi koondununa ühte punkti. Punktmass - see on keha kui tervik. Keha massikese on punkt, milles lõikuvad kõik keha või kehade süsteemi kulgliikumist põhjustavate jõudude mõjusirged. Kui keha liigub kulgevalt, siis kehale rakendatud kõigi jõudude resultandi mõjusirge läbib keha massikeset. 2. Trajektoor, teepikkus, nihe.
4. Ideaalne gaas ja reaalne gaas (võrdlemine) Ideaalne gaas - Ideaalne gaas on reaalse gaasi idealisatsioon (matemaatiline mudel), mille puhul postuleeritakse, et: (Boyle'i-Mariotte'i seadus) siseenergia sõltub ainult temperatuurist (Joule'i tingimus) See mudel on reaalse gaasi kohta rakendatav, kui: molekulide mõõtmed on tühised võrreldes molekulidevahelise kaugusega (molekule saab vaadelda punktmassidena); molekulid ei interakteeru üksteisega (molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes); Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav ja teda ei ole võimalik veeldada. Ideaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni-Mendelejevi võrrand) on võrrand kujul: kus p on rõhk, V on ruumala, on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ja R on universaalne gaasikonstant (8,3145 J/(mol·K)).
· Periood on aeg, mille jooksul piki ringjoont liikuv keha teeb ühe ringi (jõuab tagasi lähtepunkti). · Sagedus võngete arv ajaühikus · Lainepikkuseks nimetatakse füüsikas kaugust kahe teineteisele lähima, samas faasis võnkuva punkti vahel. · Levimiskiiruse arvutamise valem - 12. · Ideaalne gaas on reaalse gaasi mudel. Ideaalse gaasi mudel on järgmine : 1. Molekule vaatleme punktmassidena. Ideaalne gaas on hõre. 2. Energiakadu ei ole, molekuli kiirus jääb pärast põrget samaks. 3. Molekulide vahel ei ole vastastikmõju. · Ideaalse gaasi olekuvõrrand on järgmine : pV = RT, kus p on rõhk, V on ruumala, on gaasi hulk (moolides), T on absoluutne temperatuur ja R on universaalne gaasikonstant (8,31 J/mol*K). · Universaalne gaasikonstant on katseliselt määratud füüsikaline konstant, mis
- Mida kõrgem temp seda kiirem efusioon. v . Gaasi molekuli keskmine kiirus on pöördvõrdeline tema molaarmassi ruutjuurega. Eksperimentidest erinevatel temperatuuridel ilmneb ka gaasi molekulide keskmine kiirus on võrdeline temp ruutjuurega 33. Nimetage ja selgitage gaaside kineetilise mudeli eeldusi. gaas on molekulide kogum. Gaasi molekulid on pidevas juhuslikus liikumises. Gaasi molekule võib vaadelda punktmassidena. Gaasi molekulid liiguvad sirgjooneliselt, kuni nad põrkuvad. Molekulid ei mõjuta üksteist, v.a põrkudes (puuduvad tõmbe- ja tõukejõud). 34. Millest ja kuidas sõltub gaasi molekulide kiiruste Maxwelli jaotus? Joonistage vastavate jaotuste graafikud Maxwelli kiiruste jaotusest järeldub, et samal temp on kergemate molekulide kiirused suuremad ja ka laiema jaotusega. Temp tõustes gaasi molekulide keskmine kiirus kasvab ja jaotus laieneb. Molekulmassi tõustes
ja kiirustega v1 ja v2 liikuvat ainekihti. Suurus on sisehõõrdetegur, mille väärtus on erinevail ainetel erinev. Kihtide vahel mõjuvat jõudu (sisehõõrdejõudu) saab leida seosest v -v Fs = 1 2 S . l 4.3.1. Gaasid Siin räägime reaalsetest gaasidest, millega igapäevaelus kokku puutume. Need erinevad ideaalsest gaasist selle poolest, et nende molekule ei käsitleta punktmassidena (molekuli läbimõõt on ca 10-10 m) ja arvestatakse molekulide vahel mõjuvat tõmbejõudu. Reaalse gaasi käitumist kirjeldab reaalse gaasi võrrand, nn van der Waalsi võrrand: 2 m a m m (p+ M 2 V 2 ) (V - M b)= M RT , kus p on gaasi rõhk, m mass, M molaarmass, V ruumala,
Pöördliikumise dünaamika põhivõrrand: Mz=Iz· Moment on inertsmomendi(Iz) ja nurkkiirenduse() korrutis. Pöörleva keha energia: Wk=I·2/2. 4 Külgliikumisel otsustab liikumise mass, pöördliikumisel otsustab liikumise jõumoment(inertsmoment) 1.2.7. Pöörleva keha kineetiline energia: Ümber fikseeritud telje OO' pöörleva keha Wk arvutamiseks tuleb keha jälle jagada punktmassidena vaadeldavateks väikesteks osadeks ja liita nende punktmasside kineetilised energiad. Tulemusena 1 2 saame: Wk = I O , kus IO on keha inertsimoment telje OO' 2 suhtes ja on keha pöörlemise nurkkiirus. Pöördkeha veeremisel 1 2 1 2 saame Königi teoreemi abil: Wk = I C C + mvC . Siin indeks C
Amorfseis tahkiseis korrapära puudub. Vedelikes molekulid võivad moodustada molekulaarseid assotsiaate, aga muudavad siiski oma lähinaabreid (kuigi viimaste arv võib olla püsiv). Gaasis on osakestevahelised jõud väga nõrgad,neile on iseloomulik difusioonist tingitud kiire segunemine. Nn. ideaalgaasis individuaalsed molekulid ei oma mahtu (neid kujutatakse 11 punktmassidena), mõjutavad teineteist ainult kokkupõrke hetkel ja kogu oleku energia on kineetiline. Taoliste gaaside segus on individuaalsete gaaside rõhk sõltumatu ja additiivne, p1 + p2+ pi = psum. (Daltoni seadus). Universaalne gaasi seadus seob ideaalgaasi rõhu, mahu, temperatuuri ja hulga valemis PV = nRT, kus R on nn. universaalne gaasikonstant. Puhastele ainetele on omased teatud kindlad füüsikalised konstandid, näit.
Siin muidugi tuleb pidada silmas, et on eeldatud, et gaas käitub ideaalse gaasi mudeli järgi päris absoluutsest nullist alates, s.t., et molekulaarjõud puuduvad ka väga madalatel temperatuuridel, mis pole päris õige, kuid reaalsetes arvutustes tekkiv viga on väike. Ka ei ole ideaalse gaasi mudel päris järjekindel. Mitmest aatomist koosnevaid gaasimolekule (N 2, O2, H2O veeaur jne.) ei vaadelda punktmassidena, vaid aatomitest kui punktmassidest koosnevate jäikade mehhaaniliste süsteemidena. Selliste süsteemide massikese liigub kulgevalt, selle asukoha määramiseks on tarvis kolme ruumikoordinaati, kuid need süsteemid võivad ka pöörelda massikeskmega seotud taustsüsteemis ümber kõigi kolme koordinaattelje, seega on süsteemi asendi määramiseks vaja veel kolme pöördenurka selle taustsüsteemi telgede suhtes, seega on paljuaatomilisel ideaalse gaasi molekulil 6
Helilained levivad vedelikes ja tahketes kehades niisama hästi kui gaasides (näiteks õhus). Helilainete levikut piirab üks oluline tingimus: heli edasikandumiseks peab alati olema mingi keskkond. Vaakumis heli levida ei saa, sest seal puudub elastne keskkond, mis võnkumist edasi kannaks. 26.Ideaalse gaasi mõiste. Ideaalseks gaasiks nimetatakse niisugust gaasi, mille puhul 1) molekule vaadeldakse punktmassidena, 2) molekulidevahelisi põrkeid ja molekulide põrkeid teiste kehadega vaadeldakse absoluutselt elastsetena, 3) molekulidevahelisi tõmbejõudusid ei arvestata. Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand võimaldab välja arvutada gaasi rõhku, mis tingitud gaasimolekulide põrgetest vastu gaasiga kokkupuutes olevaid kehi. 27.Aine siseenergia.Ideaalse gaasi siseenergia.Temperatuur ja selle seos ideaalse gaasi siseenergia.
Muul juhul on liikumine mitteühtlane. Näiteks laskub avatud langevarjuga parašütist enne maandumist ühtlaselt ja maapinnale jõudmisel pidurdudes mitteühtlaselt. • Veel eristatakse kulgevat ja pöörlevat liikumist. Kulgev on näiteks õmblusmasina nõela üles-alla liikumine. Kogu liikumise kestel jääb nõel oma esialgsete asenditega paralleelseks. Kulgevalt liikuva keha kõikide punktide trajektoorid on sama kujuga. Kulgeva liikumise korral võib kehasid käsitleda punktmassidena. • Pöörleva liikumise korral liiguvad keha erinevad punktid mööda erineva raadiusega ringjooni. Näiteks kellaosuti üks ots liigub mööda suurt ringjoont ja teine ots on hoopis paigal. Pöörlemise korral ei tohi keha punktmassiks lugeda, sest siin on kuju ja mõõtmed olulised. Kokkuvõte • Mehaanika- Füüsika see haru, mis uurib liikumist ja selle muutumise põhjusi, kannab nime mehaanika. Mehaanika põhiülesandeks on leida keha asukoht mis tahes ajahetkel.
See efekt on jälgitav näiteks siis, kui vaatlejast möödub ülehelikiirusel liikuv lennuk. 12 9. MOLEKULAARFÜÜSIKA 9.1 Statistiline ja termodünaamiline meetod makroskoopiliste nähtuste kirjeldamisel (Õppida iseseisvalt, Ü.Uder, „Füüsika I”, ptk. 51) 9.2 Ideaalse gaasi mõiste Ideaalseks gaasiks nimetatakse niisugust gaasi, mille puhul 1) molekule vaadeldakse punktmassidena, 2) molekulidevahelisi põrkeid ja molekulide põrkeid teiste kehadega vaadeldakse absoluutselt elastsetena, 3) molekulidevahelisi tõmbejõudusid ei arvestata. Esimene nimetatud lihtsustustest tähendab seda, et kuna gaasis ületab molekulide vahekaugus tunduvalt molekulide mõõtmeid, siis mingis gaasikoguses sisalduvate molekulide omaruumala on gaasi enda ruumalaga võrreldes nii väike, et sellega ei arvesta.
annaabi.ee 
